Esercitazioni di laboratorio

ISTITUTO TECNICO “G.P. CHIRONI” CORSO AERONAUTICO
Programmazione annuale di ELETTROTECNICA-ELETTRONICA
Classi 4
Anno Scolastico 2013/2014 Docenti: Andrea Antonio Fadda, Massimo Piras.
Il presente documento riporta la programmazione della disciplina Elettrotecnica ed Elettronica, in
coerenza con quella del Dipartimento di Discipline Aeronautiche, con riferimento alle classi IV
dell'indirizzo Trasporti e Logistica – Conduzione del Mezzo Aereo.
Nel predisporre tale programmazione s’è tenuto presente la linea guida ministeriale, le conoscenze
e il livello di preparazione di base degli alunni, sia la strumentazione presente in laboratorio al fine
di portare ciascun allievo il più vicino possibile alle finalità e agli obiettivi di competenza finale che
il corso si propone. La disciplina “Elettrotecnica ed elettronica” concorre a far conseguire allo
studente, al termine del percorso quinquennale, i seguenti risultati di apprendimento in termini di
competenze disciplinari (CD) relativi al PECUP:
CD1 Utilizzare modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali;
Riconoscere, nei diversi campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle
CD2 conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono; utilizzare le reti e gli strumenti informatici
nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare;
CD3
Padroneggiare l’uso di strumenti tecnologici con particolare attenzione alla sicurezza nei
luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell’ambiente e del territorio;
CD4
Utilizzare, in contesti di ricerca applicata, procedure e tecniche per trovare soluzioni
innovative e migliorative, in relazione ai campi di propria competenza;
CD5
Cogliere l’importanza dell’orientamento al risultato, del lavoro per obiettivi e della necessità
di assumere responsabilità nel rispetto dell’etica e della deontologia professionale;
Orientarsi nella normativa che disciplina i processi produttivi del settore di riferimento, con
CD6 particolare attenzione sia alla sicurezza sui luoghi di vita e di lavoro sia alla tutela
dell’ambiente e del territorio.
In particolare il corso si propone il raggiungimento al termine del quarto anno, dei seguenti specifici
risultati in termini di competenze:
Utilizzare modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali;
CD1
APPLICARE NELLO STUDIO E NELLA PROGETTAZIONE D’IMPIANTI ED APPARECCHIATURE
ELETTRICHE E ELETTRONICHE I PROCEDIMENTI DELL’ELETTROTECNICA E DELL’ELETTRONICA
Riconoscere, nei diversi campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle
conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono; utilizzare le reti e gli strumenti informatici
CD2 nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare;
UTILIZZARE LA STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO E DI SETTORE E APPLICARE I METODI DI
MISURA PER EFFETTUARE VERIFICHE CONTROLLI E COLLAUDI.
CD3
ANALIZZARE TIPOLOGIE E CARATTERISTICHE TECNICHE DELLE APPARECCHIATURE
ELETTRICHE ED ELETTRONICHE, CON RIFERIMENTO AI CRITERI DI SCELTA PER LA LORO
UTILIZZAZIONE ED INTERFACCIAMENTO
CD4
OPERARE NEL RISPETTO DELLE NORMATIVE INERENTI LA SICUREZZA DEL LAVORO E DEGLI
AMBIENTI
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Nel predisporre il piano di lavoro s’è tenuto presente la linea guida ministeriale, sia le conoscenze e
il livello di preparazione di base degli alunni, sia la strumentazione presente in laboratorio al fine di
portare ciascun allievo il più vicino possibile alle finalità e agli obiettivi che il corso si propone.
In particolare il corso si propone il raggiungimento dei seguenti obiettivi generali:
 la conoscenza e le comprensione dei fenomeni elettrici e magnetici;
 saper disegnare e analizzare semplici reti elettriche in AC mediante i principi e i teoremi
dell’elettrotecnica;
 Interpretare ed eseguire schemi elettrici utilizzando la simbologia prevista dalle Norme CEI
effettuare operazioni di misura, in semplici circuiti elettrici;
 Saper riconoscere i complessi di norme, procedimenti tecnici e gli apparati sui quali si basa
la pratica progettuale ed impiantistica.
 Conoscere le moderne tecnologie elettroniche più usate nel settore del trasporto aereo.
 Conoscere il funzionamento dei circuiti elettrici in regime sinusoidale.
 Conoscere le modalità di trasmissione e ricezione dei segnali
 Conoscere i principali tipi di modulazione: analogica e digitale
La metodologia che si intende impostare nello svolgimento del programma comprende:
elaborazione teorica degli argomenti prescelti con chiarimenti, esempi, ed esercizi in classe; lettura
e relativa interpretazione del testo in classe per evitare la tendenza degli alunni a studiare da appunti
presi in modo non organico; esercitazioni in laboratorio su circuiti realizzati in loco o su moduli
didattici, con misura e verifica di parametri caratteristici, di specifiche tecniche facendo uso dei
manuali e documenti tecnici. Il tutto si deve concludere con il collaudo e la relazione finale.
Nell’esposizione degli argomenti saranno sottolineati gli aspetti tecnici e le varie applicazioni,
ricorrendo spesso ad esempi pratici al fine di migliorare il grado di apprendimento e favorire la loro
assimilazione.
Per l’attività di laboratorio, si userà quanto presente in istituto, compresa la frequenza dell’aula
multimediale.
L'insegnamento della materia è supporto di altre, in particolare della navigazione aerea (apparati di
bordo) e del traffico aereo (controllo radar). Tali collegamenti saranno particolarmente curati per
aiutare gli allievi a comprendere i legami tra i diversi aspetti della sua formazione finalizzata alla
sicurezza del volo.
Le verifiche orali consisteranno in un colloquio e saranno minimo due per quadrimestre. Esse
saranno integrate occasionalmente da interventi di ciascun allievo per la richiesta di chiarimenti o
delucidazioni di errori fatti dagli altri compagni. Le verifiche orali potranno essere integrate con
prove strutturate con test a risposta chiusa o aperta;
Le verifiche pratiche consistono e nelle relazioni delle esercitazioni e nell’uso della
strumentazione e apparecchiature. Riepilogo: Elettromagnetismo
Caratteristiche del campo magnetico. Comportamento magnetico dei materiali. Grandezze magnetiche e
relative unità di misura. Legge di Faraday-Newmann- Lenz; induttanza elettrica. Energia associata al campo
magnetico. Circuiti magnetici; Riluttanza, forza magnetomotrice, legge di Hopkinson. Principi generali delle
macchine elettriche.
Unità di Apprendimento n. 1 Circuiti in regime sinusoidale
Obiettivi: Saper risolvere i circuiti elettrici elementari in corrente alternata, utilizzare e calibrare
l’oscilloscopio ed il generatore di segnali.
I numeri complessi, rappresentazione cartesiana, e polare. Le grandezze alternate sinusoidali e la loro
rappresentazione vettoriale. Strumentazione di laboratorio: generatore di segnali e oscilloscopio. Il metodo
simbolico. I bipoli R- L- C. Circuito ohmico, circuito induttivo, circuito capacitivo. I circuiti
in AC,
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reattanza, impedenza e ammettenza. Potenza elettrica in regime sinusoidale. Potenza attiva reattiva ed
apparente.
Esercitazioni di laboratorio
1) STRUMENTI: OSCILLOSCOPIO
2) STRUMENTI: Generatore di segnali.
3) Circuiti in A.C. Circuito RC (Relazione)
4) Circuiti in A.C Circuito RL (Relazione)
Unità di Apprendimento n. 2 Filtri elettrici
Obiettivi: Saper analizzare il comportamento dei principali filtri elettrici. Saper tracciare la risposta in
frequenza di un filtro utilizzando l’oscilloscopio ed il generatore di segnali.
Introduzione. Banda passante e Frequenze di taglio, filtri passa basso, filtri passa banda, filtri passa alto.
Filtri passivi del 1°ordine RC ed RL. Circuiti risonanti RLC, condizioni di risonanza.
Esercitazioni di laboratorio
5) Filtro passa – basso RC (Relazione)
6) Filtro Passa alto CR (Relazione)
7) Filtro Passa Basso LR (Relazione)
8) Filtro Passa Alto RL (Relazione)
9) Filtro Passa Banda RLC.
Unità di Apprendimento n. 3 Trasmissione e ricezione dei segnali
Obiettivi: Conoscere le modalità di propagazione dei segnali elettrici nei mezzi trasmissivi e
nell’etere.
Introduzione. Linee di trasmissione. Parametri distribuiti delle linee. Propagazione e costanti secondarie.
Equazione dei telegrafisti. Onda stazionaria e coefficiente di riflessione, ROS.
Onde elettromagnetiche. Caratteristiche e propagazione delle onde elettromagnetiche. Vettore di Poynting.
Onde terrestri: onde superficiali, onde dirette, onde riflesse. Onde spaziali. Propagazione nella troposfera e
nella ionosfera, indice di rifrazione. Classificazione delle radio frequenze. Utilizzo delle frequenze in campo
aeronautico.
Unità di Apprendimento n. 4 Modulazione dei segnali
Obiettivi: Conoscere le principali tecniche di modulazione dei segnali e le possibili applicazioni nel
settore aeronautico.
Modulazione dei segnali. Modulazione ad onda continua: Modulazione AM, FM, PM. Modulazione AM
DSB e SSB. Confronto tra la modulazione AM ed FM. Modulazione ad impulsi: PAM, PDM, PPM.
Teorema di Shannon.
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Esercitazioni di laboratorio
10) Circuiti di Modulazione e demodulazione
11) Trasmettitore AM
Programmazione annuale
classe 4
1 settimana
Settembre
***
Ottobre
UdA. 1
Novembre
UdA.1
Dicembre
UdA.2
Gennaio
***
Febbraio
UdA.3
Marzo
UdA.3
Aprile
UdA.4
Maggio
UdA.4
Giugno
***
2 settimana
***
UdA.1
UdA.1
UdA.2
Riepilogo
UdA.3
UdA.3
UdA.4
UdA.4
3 settimana
Riepilogo
UdA.1
UdA.2
***
UdA. 2
UdA.3
UdA.3
UdA.4
Riepilogo
4 settimana
Riepilogo
UdA.1
UdA.2
***
UdA.2
UdA.3
UdA.4
***
Riepilogo
Docenti
Andrea Antonio Fadda, Massimo Piras